Kameraauflösung HD bei Wärmebildkameras: Display, Video und Sensor

Display- und Sensorauflösung unterscheiden

Ein Wärmebild aus 160 × 120 Messpunkten lässt sich auf einem HD-Display oder in einem 1080p-Video darstellen. Dabei wird das Bild hochskaliert: Es entstehen mehr Bildpunkte, aber keine zusätzlichen Messwerte. Jeder Bildpunkt auf dem Display zeigt dann einen Wert, der aus wenigen echten Messpunkten berechnet wurde.

Ähnlich ist es bei Verfahren, die das Wärmebild rechnerisch verfeinern, etwa Interpolation oder sogenannte Super-Resolution. Sie glätten Kanten und lassen das Bild ruhiger wirken. Neue Messinformation über die Oberfläche erzeugen sie nicht. Auch das Einblenden von Konturen aus dem Sichtbild hilft vor allem bei der Orientierung im Bild; die Temperaturwerte stammen weiterhin allein vom Infrarotsensor.

Warum die native Infrarotauflösung zählt

Jeder Pixel des Wärmebildsensors erfasst die Strahlung einer bestimmten Fläche des Messobjekts. Je weiter das Objekt entfernt ist, desto größer wird diese Fläche. Ein kleines Bauteil, das nur einen Bruchteil eines Pixels ausfüllt, wird mit seiner Umgebung gemittelt und erscheint kühler oder wärmer, als es ist. Als Faustregel sollte ein Messobjekt mindestens 3 × 3 Pixel ausfüllen, damit die angezeigte Temperatur verlässlich ist.

Eine höhere native Auflösung erlaubt deshalb, entweder aus größerem Abstand zu messen oder kleinere Details zu erkennen. Bei der Gebäudediagnose zeigt sich das zum Beispiel daran, ob eine schmale Wärmebrücke an einem Fensteranschluss noch als eigene Linie erkennbar ist. Bei der Inspektion von Schaltschränken entscheidet sie darüber, ob einzelne Klemmen getrennt voneinander bewertet werden können. Auch Brennweite und Sichtfeld spielen mit: Ein enges Objektiv bündelt die vorhandenen Pixel auf einen kleineren Bildausschnitt. Mehr dazu steht im Guide zu Auflösung, NETD und Bildrate.

Kleine Temperaturunterschiede: Das leistet die NETD

Wie kleine Temperaturunterschiede eine Kamera sichtbar machen kann, hängt nicht von der Pixelzahl ab, sondern von der thermischen Empfindlichkeit. Sie wird als NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) in Millikelvin angegeben. Je kleiner der Wert, desto feinere Unterschiede trennt der Sensor vom Bildrauschen. Die Bosch GTC 400 C wird vom Hersteller mit höchstens 50 mK angegeben, die FLIR C5 mit unter 70 mK.

Eine hohe Auflösung und eine gute NETD ergänzen sich: Die Auflösung bestimmt, wie fein die räumlichen Details sind, die NETD, wie fein die Temperaturabstufung ist. Die physikalischen Grundlagen dazu erklärt der Guide zu den Grundlagen der Wärmebildtechnik.

Worauf beim Kauf zu achten ist

• IR-Auflösung im Datenblatt suchen: Maßgeblich ist die Angabe zur Infrarot-, Detektor- oder Wärmebildauflösung. Steht dort „Super-Resolution“ oder „interpoliert“, ist ein rechnerisch hochgesetzter Wert gemeint.
• Display und Video getrennt betrachten: Ein großes, hochauflösendes Display erleichtert die Bedienung, und eine HD-Videoaufzeichnung hilft bei der Dokumentation. Über die Messgenauigkeit sagen beide nichts aus.
• NETD prüfen: Für feine Temperaturunterschiede, etwa bei Feuchte oder Wärmebrücken, ist ein niedriger NETD-Wert wichtiger als zusätzliche Displaypixel.
• Bildrate beachten: Für bewegte Motive ist eine höhere Bildrate hilfreich. Die FLIR C5 wird vom Hersteller mit 8,7 Hz angegeben, die HIKMICRO ECO mit 25 Hz.
• Messfunktionen: Für Auswertungen am Rechner sind radiometrische Bilder sinnvoll, bei denen jeder Pixel einen Temperaturwert speichert. Mehr zu Messpunkten und Isothermen zeigt der Guide zu Spots und Isothermen.

Für Anwendungen in der Elektrotechnik und Industrie gelten oft höhere Anforderungen an Auflösung und Empfindlichkeit; der Guide zu Elektro und Industrie geht darauf ein. Wer HD in der Produktbeschreibung liest, sollte also nachsehen, worauf sich die Angabe bezieht. Für die Qualität des Wärmebilds zählen vor allem die native Infrarotauflösung, die NETD und eine passende Optik.